Lake Shore Cryotronics Inc.(レイクショア / USA)

4ch 温度コントローラ 336型

オンラインスト掲載製品

336型は4chのダイオード/抵抗センサー入力とPID制御ループ、合計150Wの2chヒーター出力を持つ温度コントローラーです。適切なセンサーとの組み合わせで 低温300mKから800K(熱電対1500k)の温度を測定/制御できます。更に4chダイオード/抵抗センサー、1chキャパシタセンサー、2ch熱電対いずれかを追加増設です。

株式会社東陽テクニカ 理化学計測部
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特長

  • 4チャンネルセンサー入力
    ・最低温度 300mK(抵抗セ ンサー使用時)
    ・ダイオード、抵抗センサーに対応
    ・熱電対オプション
    ・熱起電力誤差を補償する電流反転機能
  • 2チャンネルPID 制御ループ
    ・100W, 50Wヒーター出力
    ・PIDパラメータのオートチューニング機能
    ・温度に応じて適切なセンサ ーを選ぶ切替え機能
  • 電流反転機能 ・熱起電力による誤差を抑制
  • 2チャンネル多機能出力
    ・アナログ電圧、モニター、ウォームアップ出力
    ・出力電圧±10V
  • アラーム音/リレー接点
  • センサーに名前が付けられるラベル機能
  • Ethernet、USB、GPIB I/F 標準装備

336型は4チャンネルのセンサー入力と制御出力、そして合計150Wのヒーター出力を持った温度コントローラーです。ヒーター出力は2チャンネルあり、それぞれ100W、50Wを出力します。これらは、どのセンサー入力とも組み合わせることができ、もちろんPID制御もできます。
センサー入力にラベルを付けて、入力チャンネルとセンサーの関係を明確にディスプレイに表示できます。また、フロントパネルには明るく見やすいディスプレイとLEDのインジケーター、直感的な操作ができるように配置されたキーパッドがあります。メニューは論理的に構成されていて使いやすさを実現しています。通信機能としてEthernet、USB、GPIBを標準装備しており、信頼性の高い接続性を確保しています。ユーザーが実験室を離れることがあっても、Ethernetを使えばユーザーはどこからでも実験をモニターできます。

テクノロジー

センサー入力

336型には標準で4チャンネルのセンサー入力端子があります。入力端子はダイオードセンサーと抵抗センサーに対応しています。オプションとして用意されている熱電対入力ボード3060型を使うとCチャンネルとDチャンネルに熱電対入力の機能が付加されます。このオプションをお客様ご自身が取り付けることもできます。

センサー入力には24ビットの高分解能ADコンバーターが使われています。そし て、4チャンネルのセンサー入力にはそれぞれに電流ソース回路が用意されています。そのため、電流ソースを切り替える方式で問題になるセットリング(安定を待つ) 時間がかかりません。さらに、他の回路からのノイズを減らし、測定の再現性を向上するため、センサー入力のすべてが光アイソレートされています。電流反転機能は抵抗センサーで発生する熱起電力(TEMF) 誤差を除去できます。電流ソースの電流値 を9段階に切り替えることができるので、負の温度係数を持った抵抗センサー(NTC RTD)を使って300mKまでの温度測定と温度制御が可能です。オートレンジ機能は電流ソースの電流値を自動的に切り替えて抵抗センサー(特に負の温度係数を持ったセンサー)の自己発熱誤差を減らします。

シリコンダイオードやGaAlAsダイオードセンサーを使えば、1.4Kまでの低温の温度測定と温度制御ができます。フロントパネルの操作でセンサーの種類が決まると、自動的に適切な駆動電流と測定回路の増幅率レベルが設定されます。336型のゾーン設定機能はユニークで、温度に応じてセンサー入力が自動的に切り替わり、300mKの低温から1500Kを超える高温まで、広い温度範囲を中断することなく連続的に測定できます。

336型はあらかじめシリコンダイオード、 白金抵抗、酸化ルテニウム、熱電対の標準温度応答カーブを不揮発メモリーに記憶しています。この記憶領域に200点の校正点を持つレイクショアの校正データ(CalCurve)やユーザーが作成した校正カ ーブを39種類まで保存できます。336型に組み込まれたSoftCalというアルゴリズムを使ってシリコンダイオードと白金抵抗センサーの校正カーブをお客様自身が作成でき、またそれを記憶領域に保存できます。レイクショアが作成したカーブハンドラーというソフトウェアを使うと、PCに保存してある温度センサーの校正データを336型に書き込んだり、読み出したり、また値を変更したりできます。

温度制御

336型は合計150Wのヒーター出力を持ったパワフルな温度コントローラーです。そして、ノイズの影響を受けやすい極低温領域を含めた広い範囲の温度制御をするために、ノイズの少ない綺麗なヒーター出力を供給します。独立した二つのPID制御系は、それぞれ100Wと50Wのヒーターパワーを出力し、4チャンネルの入力のいずれとも組み合わせることができます。PID制御のヒーター出力は目標温度とセンサー温度の両方から計算されます。336型のチューニングパラメータは幅広い設定ができるので、研究室で使われる一般的な高温オーブンやクライオスタットのほとんどに適合します。PIDパラメーターをユーザー自身がマニュアルで設定することも、またオートチューニング機能で自動的に実施することもできます。オートチューニング機能はPIDパラメーターを調整するだけでなく、ゾーンチューニングのパラメーターテーブルを作成するのにも役立ちます。ランプ機能を動作させるとPID制御の目標温度は最終目標温度へ向かってゆっくりした勾配で変化します。この機能を活用すると、オーバーシュートが起きにくくなり、またセットリング時間が過剰に長くなるのを防ぎます。これを「自動的にセンサーを切り替える機能」、「9段階の電流のレンジを切り替える機能」(ゾーン設定機能の一部)と組み合わせれば、336型は300mKから1505Kの温度範囲を連続的に測定し制御することができます。

ヒーター出力1と出力2は直流の可変電流ソースです。これらの基準電位はシャーシグランドレベルです。出力1は25Ωのヒーターに100Wの電力を連続供給することができます。50Wであればヒーター抵抗が50Ωでも25Ωでも供給できます。出力2は50Ωや25Ωのヒーターに対して50Wの電力を供給できます。出力3と4は直流の可変電圧出力で、電圧の範囲は±10Vです。出力3と4を温度コントロールに使用しないときは、ユーザーがマニュアルで設定できる電圧ソースとして使うこともできます。

入力温度の制限設定は安全策として用意されています。それぞれの入力に対して温度制限値を設定できます。そしてどれかひとつ制限を越える値が観測されたらすべての制御系は自動停止します。

インターフェース

336型はEthernet、USB、GPIB(IEEE-488)を標準装備しています。そして、これらのインターフェースから336型が持っているほとんどのデータ収集機能をコントロールできます。また、レイクショアはセンサーの校正カーブを扱うソフトウェア(カーブハンドラー)を用意しています。このソフトウェアを使えば誰でも簡単に校正データを336型の不揮発メモリーに書き込んだり、校正データの編集をしたりできます。必要の際は東陽テクニカへご用命ください。 

Ethernetが装備されているのでどこからでも336型の状態をモニタすることができます。USBインターフェースは固定ボーレート57,600BPSのRS-232Cシリアルポートをエミュレートします。このUSBインターフェースを使えば、お客様ご自身でファームウェアのアップグレードができます。その際、ハードウェアにかかわる作業は不要です。 

センサー入力にはそれぞれアラームが設定できます。設定した値より「高い」または「低い」場合、アラームが動作します。動作モードはラッチとノンラッチの両方が用意されています。二つのリレーはアラームと組み合わせて使うことができます。例えば、実験に問題が起きた場合に警報を発したり、あるいは単純なON/OFF制御をするためにも利用できます。リレーはどのアラームにも割り当てられます。また、マニュアル操作も可能です。 

出力3と4は±10Vのアナログ電圧を出力します。これにより温度に比例した電圧をチャートレコーダーやデータ取り込みシステムに送り記録させることができます。このとき、出力に送るスケールやデータを(温度や単位を含めて)選ぶこともできます。

336型リアパネル

  1. センサー入力コネクター
  2. ターミナルブロック(アナログ出力、リレー出力)
  3. Ethernetインターフェース
  4. USBインターフェース
  5. IEEE-488(GPIB)インターフェース
  6. 電源ライン入力アセンブリ
  7. Output2ヒーター
  8. Output1ヒーター
  9. 熱電対オプションのセンサー入力端子

比較表

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